压痕实验常常被用来确定一些小尺度软材料的力学特性，研究表明许多软材料（例如聚合物、复合材料、生物材料、食品等）表现出粘弹性特性，尤其在温度变化时。非线性国家重点实验室客座研究员郑仰泽教授和郑哲敏院士在“线性粘弹性材料的压痕问题”的研究上取得了新进展。

该研究针对线性粘弹性材料，考虑任意轴对称压头，研究了其压痕问题中接触刚度、接触深度与材料力学特性的关系。在考虑了快速卸载和快速加载的情况下，建立了压痕接触过程中的初始卸载斜率、接触深度和材料的松弛模量之间的关系表达式，进行了相应的数值模拟分析。另外，分别研究了压痕过程中最大载荷保载和最大位移保持对初试卸载刚度和接触深度的影响。研究还分别对载荷控制和位移控制两种情况下，该方法应用于目前通用的Oliver&Pharr压痕实验技术的结果进行了讨论。这项研究为今后根据压痕实验的载荷-位移曲线来确定粘弹性材料的力学特性奠定了坚实基础。

相关研究成果发表在Applied Physics Letters（87(11),2005 , SCI影响因子4.049），J. Mater. Res.（20(11), 2005, SCI影响因子1.635），Materials Science and Engineering R （44,91-149,2004, SCI影响因子11.89）上。

 

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